低压配电系统技术培训资料课件

1、电气低压配电系统技术培训(培训课件2011.12)内 容 目 录概述低压系统开关柜的种类开关柜的主要参数有哪些？防护等级的含义负荷支路配置方案电气开关设备参数如何选择？CT有关参数如何选择？低压动力电缆截面如何选择？常规负荷控制原理电气典型接线图举例低压电气系统的接地设备订货时应注意的事项低压系统施工工艺如何要求？低压系统短路计算概 述 电气低压系统是输变电-配电系统中的用户未端，电厂的低压厂用电系统分布比较广、用户繁多。 我公司的电气低压系统由：380V电源系统它由PC段（中央电源）、MCC段（马达控制中心）、专用盘、就地电源配电柜、就地电源控制箱、低压电动机、控制装置、保护装置等一些设备构

2、成。 另外：UPS电源系统、直流电源系统也归类在低压系统，但本次重点讲380V系统。低压系统开关柜的种类目前我公司应用比较多的新型开关柜（防护等级可达IP54以上） （1）ABB公司：MNS型开关柜：最小支路单元可做到8E/4，单柜最大支路数可配置36个。(#2水泵房380V系统) （2）德国默勒：MODAN 6000型开关柜：最小支路单元可做到23，单柜最大支路数可配置18个；（1、2机组） （3）引进技术： SIVACON8PT （西门子） （#5、6机）； （4）常州太平洋CUBIC（丹麦）最小支路单元可做到9个，单柜最大支路数可配置9个。（#1、2机输煤1、2段和#3、4机电动葫芦电源

3、盘） （5）国产开关柜：GCS、GCK柜型，最小支路单元可做到9，单柜最大支路数可达9个。（#1、2机电除尘母线段）开关柜的主要参数有哪些？开关柜、电源盘等一般应注意哪些参数？（1）额定电压选择（2）额定电流选择（3）绝缘水平或过电压级别（4）耐受额定短路能力（5）系统的接地方式 （6）选择什么样的箱（柜）型式和安装方式？ （7）开关柜防护等级IP确定 （8）开关的接口型式。防护等级的含义根据GB 4208-93外壳防护等级（IP代码）和GB/T 4942.1-2006/IEC60034-5:2000旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级标准规定，外壳防护等级是将产品依其防尘、防止外物侵入

4、、防水、防湿气之特性加以分级 。IP X X表示产品防湿、防水的密封程度表示产品防尘、防止外物侵入的等级第一个“X”防尘等级：0-没有防护1-防止大的固体侵入2-防止中等大小固体侵入3-防止小固体进入4-防止大于1mm的固体进入5-防止有害的粉尘堆积6-完全防止粉尘进入第二个“X”防尘等级：0-没有防护1-水滴滴到外壳上无影响2-当外壳倾斜到15时，水滴滴到外壳上无影响。3-水或雨水从60角度滴到外壳上无影响。4-液体从任何方向泼到外壳上无伤害影响。5-用水冲洗无任何伤害。6-可用于船舱内的环境7-可短时内耐浸水。8-于一定压力下长时间浸水防护等级的含义 一般用于开关柜、电源箱的防护等级：负荷

5、支路接线方案断路器型式配置原则：（1）小负荷支路配置（75kW以下的电动机回路和400A及以下的配电回路）：塑壳开关、塑壳开关+接触器+热偶、电动机控制器（如PKZ系列）+接触器组件（2）大负荷支路配置（75kW及以上的电动机回路、450A及以上的配电回路）：框架式空气断路器。电气开关设备参数如何选择？ 塑壳开关选择：确定开关的使用场合：即所带负荷是馈线型？电动机型？选择塑壳开关型式（1）电动机型；（2）配电型。塑壳开关选择：工作电压、绝缘等级、支路容量或额定电流、短路电流、极数（相数）、机械寿命、电气寿命，安装方式（固定式、抽出式、插入式），脱扣器选择等。塑壳开关的特性：考虑负荷性质（重载启

6、动）和负荷类型。通常塑壳开关有：N、H铭牌参数：如ABB的S系列产品：Iu（额定电流）、Ue（额定电压）、Icu（额定极限短路电流）、Ics（额定短路分断容量）、Icw（额定短时耐受电流）、跳闸时间等。开关配件选择：看控制方式的要求，如选择带开关位置接点、故障指示接点、分励线圈、欠压脱口线圈等。脱扣器的选择：一般馈线型仅仅满足短路和过流（相序、欠压）要求即可；若是电动机的电源开关，应按照电机保护进行配置：瞬时短路保护、过流保护、过载保护、接地保护等。电气元件参数如何选择？框架空气断路器 框架空气开关的型式、主要参数基本上与塑壳开关的选择一致；但它与塑壳开关的区别在于： 框架空气开关带电动操作机

7、构，需要明确选择的操作电压是多少，另外明确框架的额定电流和开关本体控制单元额定电流（主要结合实际负荷电流进行是保护整定时需要），如选择框架是800A，而断路器本体控制单电流选择400A。框架空气开关的脱扣单元比塑壳开关的功能多、种类多。In“小空开”特性曲线如何看？左图是以西门子的5SX系列为例的，不同特性将适用于不同场合。A特性：适用于需要快速脱扣的场合，动作电流倍数低（23倍）。B特性：用于需要比较快速脱扣的场合，脱扣电流倍数35倍。C特性：适用于大多数场合。D特性：动作倍数很高，常用于重载启动的电动机回路。“小空开”面板参数分闸状态合闸状态位置指示牌C特性In=63A开关型号开关附件低压

8、系统CT参数如何选择？确定CT的用途：CT二次回路一般所带负荷是保护盒测量，因此，在选择CT时，应首先了解清楚CT二次是保护用？测量用？CT接线型式：母线式、穿芯式。CT一次额定电流CT二次额定电流正常工作条件：一次额定电压、变比、二次绕组容量、极性规定、准确级、二次绕组数量等。短路要求：动稳定、热稳定（一般穿芯CT无要求此项）绝缘水平 （一般低压CT铭牌上无此项）环境条件：环境温度等CT的安装尺寸：考虑安装空间是否满足。CT铭牌参数高压系统用多绕组CT铭牌低压系统用穿芯CT铭牌低压动力电缆截面如何选择？电缆有关参数：电缆截面、额定工作电压、回路最大工作电流、电缆型式等。 如VV22-“VV”

9、表示聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套的铜芯电缆，“22”表示带有内钢铠。电缆截面的选择：（1）按照短路电流校核的最小截面；（2）按照经济电流密度；（3）按照设计手册查询表选择（常用方法）查询电力工程电气设计手册（电气一次部分）934P表17-5-17-9。 查设计手册的电缆截面选择表时，应考虑的因素： 电缆型式、回路最大工作电流、所走路径情况（相邻电缆根数、直埋、穿管等）、运行环境温度、电缆芯运行环境温度等。常用的电缆是铜芯电缆，因此，在电缆查询表中查到的电缆载流量应乘以1.29系数，得到的才是铜芯电缆的载流量。选取截面电缆选择举例#3、4机#1空压机更换，电机增容后额定电流为200A。空压机电机电

10、源电缆选择：（1）选用低压电缆型号：VV22 (VV：聚氯乙烯绝缘和护套，22：带内钢铠电缆)（2）电缆芯截面选择：查设计手册（电气一次部分）934P表17-5-17-9，考虑到电缆从380V母线段到就地，按电缆为6根并列敷设，且空气中敷设，因此选择表17-7；电缆运行环境温度按最高40考虑，线芯运行温度按65 考虑，查表中接近210A的电缆截面，应该选择的电缆截面是VLV22 3150对应的载流量是160A，折算到铜芯电缆：1601.29=206.4A200A，可以满足要求。（3）空压机电机电源电缆选择： VV22 3150+95mm2低压设备的常见控制方式手动操作的配电型：回路接线只有塑壳

11、开关组成。电动操作的配电型：如带电动操作机构的塑壳开关或框架开关。可实现就地/远方操作功能。30kW以下小容量电动机回路：塑壳开关+接触器+热偶，可实现就地/远方操作。特殊场合下：采用变频控制、软启动控制。电气一次典型接线图例电动操作（塑壳+接触器+热偶）的电机回路电动操作机构配电回路塑壳开关手动操作配电回路控制回路典型图例（一）图1：直流操作电源的回路，接触器是机械自保持的配置方案优点：不受控制电源的影响，可保证供电的连续性。常用于机组主机辅机的电动机接线。图2：交流操作电源的回路，塑壳+接触器+热偶的配置方案（用于风机油泵等辅助设备）控制回路典型图例（二）图3：塑壳开关手动操作供电方式（照

12、明、检修电源、空调电源等）图4：塑壳开关电动操作供电方式（动力盘等）“星三角”转换控制接线“星三角”接线方式适用于电动机启动困难的场合，如启动时间长不能躲过开关保护的整定值、启动对母线电压影响大、重载启动等。这是一种降压启动的方式之一。常见接线方式如下：ABCN1L11L21L32L12L22L3C1C3C2RJRDHATA C1C1SJC3SJC2C2SJC3C1C1LNRJ运行停止低压系统电气接地接地的目的：保护人和设备安全。我公司低压系统的接地方式：（1）中性点直接接地系统（2）中性点经接地电阻接地。如#5、6机组主机侧的380V系统，中性点经电阻接地。遵照的国家有关标准：（1）GB 1

13、4050-93系统接地的型式及安全技术要求（2）DL/T 621-1997交流电气装置的接地电气接地的名词保护接地：防止设备绝缘损坏后可能造成的外壳、构架、基础带电，危及人身和设备安全的接地。如设备金属外壳、装置金属外壳、箱柜金属外壳、门、金属构架（基础）、杆塔的接地，另外，电流互感器和电压互感器的二次绕组的接地也是保护接地。工作接地：电气设备或装置，为运行需要所设置的接地。如变压器、发电机中性点接地。雷电保护接地：为雷电保护装置向大地泄放雷电电流设置的接地。如避雷线、避雷针等。防静电接地：为防止静电对储油（气）罐、输油（输气）管道造成的危险设置的接地。计算机系统接地：分保护地和逻辑地，是保证

14、计算机系统安全运行的接地。如热工DCS系统。接地装置：接地线+接地极的总称。接地电阻如何要求？对于大电流接地系统要求R2000/I（系统在最大运行方式下流入接地装置的短路接地电流值）；对于低压电气设备接地电阻要求R 4欧姆，并验算接触电压和跨步电压。跨步电压：当发生短路故障的电流流入接地网时，地面上水平距离0.8米之间的电位差即为跨步电压。低压电气系统接地型式有哪些？IT系统-电源端不接地或通过电阻接地，负荷端设备金属外壳直接独立接地。ABC电源端接地点独立接至接地网上接地电阻我公司#5、6机主机380V侧均采用这种接地方式电源端M低压系统接地导体的选择保护导体PE截面选择： 截面计算公式：S

15、（I2t）/K （mm2）地线截面选择表（铜芯是铝芯材料的1.29倍）设备改造订货时的注意事项设备改造前期调查：调查原始设备情况和运行环境条件、安装位置的限制情况等。编写改造方案。设备订货准备阶段：根据调查、统计的负荷数量和性质、容量等，选择设备型式、参数、数量。确定负荷支路配置方案；确定开关柜的接地方式：三相四线制或带PE。确定二次部分及控制方案。即设计支路控制回路方案；按照负荷性质、容量、控制要求对控制原理回路进行分类，统一接线型式，做成标准设计，便于今后运行、维护。低压系统施工工艺有何要求？ 依据标准DL/T 5161117 2002电气装置安装工程质量检验及评定规程：设备开箱验收：对照

16、到货清单、技术协议验收设备，另外清点备品备件和资料、图纸，并收存。配电柜安装；柜体接地、箱柜门和有关元件外壳的接地检查。电缆终端头制作和接线、挂牌情况检查；母线搭接头验收箱柜内元器件铭牌参数是否正确，安装工艺验收。箱柜内二次线接线工艺验收，箱柜门按钮、指示灯、测量仪表验收。查线，与图纸核对是否正确。元器件标识是否齐全、正确。电缆进线孔是否开孔合适，电缆绝缘是否受伤，电缆是否受力。电缆孔洞封堵情况。箱柜的运行环境和安全防护（柜内带电部分的防护、箱柜周围汽、水防护）。工艺对比图片图1：电缆鼻子接线整齐、标识齐全、压接平整图1：分支母线搭接有很大的缝隙，验收不合格安装工艺图片盘柜柜体安装要求：垂直度

17、：每米1.5mm水平误差：相邻柜顶2mm，成列柜顶5mm盘面误差：相邻两柜边1mm，成列柜面5mm盘间接缝： 2mm悬挂箱离地面高度：一般1.21.5米盘柜基础与地网接地点2点母线安装要求：搭接面长度：按GBJ-1990规定母线接触面平直度：用0.05mm塞尺验收。螺栓紧力：用力矩扳手验收安全距离：母线对地和相间的安全距离25mm母线接头低压系统短路计算短路计算的用途： 短路计算的结果主要用于电气一次设备参数的选择、保护整定计算、母线段启动电压的计算等。短路计算的方法： （1） 收集现场资料：系统、设备参数，如系统最大/ 最小方式下阻抗值、变压器阻抗电压、逐台统计电动机额定电流等； （2）对负

18、荷进行统计计算，折算等值阻抗。 （3）根据电气一次系统，建立网络等值阻抗图。 （4）根据用途设置短路点； （5）计算转移阻抗，计算短路电流。短路计算例子380V5段、备3段改造短路电流计算书一、380V5段、备3段计算条件说明380V5段、备3段按照改造方案中的负荷调整后进行计算；短路电流计算时，将500kV系统近似为无穷大系统，系统正序阻抗X1s*0按照系统最大运行方式计算，即#3、4、5、6机组全部运行，#2高备变备用的运行方式；因变压器、发电机、电缆等的电阻值与电抗比较小的多，因此忽略变压器、发电机等电器元件的电阻、电缆阻抗，仅计各设备的电抗。计算中基准选择： S B=100MVA UB

19、=0.4kV基础参数计算#3高厂变阻抗折算为标幺值： #3高厂变：X3GB*= - =0.81 #5低厂变：X5DB* = - =3.0 #3低备变：X3DBB* = - =3.0#5低厂变、#3低备变低压侧额定电流：2886.8A380V侧基准电流：144.3kA6kV侧基准电流：9.16kA6.216.2100100201001006.02.01001002.0绘制等值阻抗图6kV5段6kV6段380V5段d（3）X3GB*0.81X3DB*3.0380V5段电动机负荷容量计算短路电流计算1折算到380V5段d点的阻抗标幺值 X1*=0.81+3.0=3.812母线段d(3)短路点的短路电流计算（1）380V5段三相短路电流起始周期分量有效值： Ik5（3）=1/（ 0.81+3.0）144.3=37.87kA